Anderson Localization

توصل فريق من علماء الفيزياء إلى حل لغز عمره عقود حول ما إذا كان يمكن احتجاز الضوء بشكل فعال في غابة ثلاثية الأبعاد من الجسيمات المجهرية ويمكن أن يكون للبحث ، الذي نُشر في مجلة Nature ، آثار على تطوير أجهزة ومواد بصرية جديدة وتُعرف ظاهرة محاصرة الضوء باسم توطين أندرسون ويحدث عندما تنتشر موجات الضوء بواسطة عيوب موزعة عشوائياً في مادة ما ، مما يجعلها محاصرة في منطقة صغيرة.

ولوحظت هذه الظاهرة في المواد ثنائية الأبعاد ، ولكن كان من الصعب تحقيقها في صورة ثلاثية الأبعاد واستخدمت الدراسة الجديدة ، التي قادها باحثون في جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، طريقة جديدة لسحق مبالغ ضخمة في نموذج لتفاعلات الجسيمات ووجد الباحثون أنه يمكن احتجاز الضوء بشكل ثلاثي الأبعاد في عبوات عشوائية من الكرات المعدنية الموصلة.

ويعتقد الباحثون أنه يمكن استخدام النتائج التي توصلوا إليها لتطوير أجهزة بصرية جديدة ، مثل أجهزة الاستشعار والليزر ويمكن أيضًا استخدامها لإنشاء مواد جديدة بخصائص بصرية محسّنة وتوطين أندرسون هو ظاهرة تصبح فيها الموجات ، مثل الضوء أو الإلكترونات ، محاصرة في مواد غير مرتبة ويمكن أن يحدث هذا عندما تتكون المادة من عيوب موزعة عشوائيًا ، مثل الشوائب أو الوظائف الشاغرة.

ويمكن رؤية تأثيرات توطين أندرسون في مجموعة متنوعة من المواد ، بما في ذلك أشباه الموصلات والنظارات وحتى الأنسجة البيولوجية وفي بعض الحالات ، يمكن أن يكون توطين أندرسون مفيدًا وعلى سبيل المثال ، يمكن استخدامه لإنشاء مواد مقاومة للإشعاع الكهرومغناطيسي وفي حالات أخرى ، يمكن أن يكون توطين أندرسون مشكلة وعلى سبيل المثال ، يمكن أن يجعل من الصعب نقل الضوء من خلال مادة غير منظمة.

وتعد دراسة توطين أندرسون مجالًا نشطًا للبحث ويهتم العلماء بفهم الفيزياء الأساسية للظاهرة ، وكذلك تطبيقاتها المحتملة وتعد الدراسة الجديدة التي أجرتها جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، تقدمًا كبيرًا في دراسة توطين أندرسون وأظهر الباحثون أنه يمكن احتجاز الضوء بشكل ثلاثي الأبعاد في عبوات عشوائية من الكرات المعدنية الموصلة وهذه خطوة كبيرة إلى الأمام ، حيث كان يعتقد سابقًا أن توطين أندرسون ممكن فقط في 2D.

ويمكن أن يكون لنتائج الدراسة عدد من الآثار وعلى سبيل المثال ، يمكن استخدامها لتطوير أجهزة بصرية جديدة ، مثل أجهزة الاستشعار والليزر ويمكن أيضًا استخدامها لإنشاء مواد جديدة بخصائص بصرية محسّنة والدراسة مهمة أيضًا لأنها تقدم رؤى جديدة في الفيزياء الأساسية لتوطين أندرسون وتشير نتائج الباحثين إلى أن توطين أندرسون هو ظاهرة عامة أكثر مما كان يعتقد سابقًا.

ومن الممكن أن يحدث توطين أندرسون في أنواع أخرى من المواد المضطربة ، مثل الأنسجة البيولوجية وتعد الدراسة الجديدة التي أجرتها جامعة كاليفورنيا ، بيركلي ، تقدمًا كبيرًا في دراسة توطين أندرسون ويمكن أن يكون لنتائج الدراسة عدد من الآثار ، بما في ذلك تطوير أجهزة ومواد بصرية جديدة وتوفر الدراسة أيضًا رؤى جديدة في الفيزياء الأساسية لتوطين أندرسون.



إقراء إيضاً : النهاية المدمرة ... الأرض لن تحتمل 10 مليارات إنسان ... متابعة القراءة